Ang grabidad ay isa sa mga pangunahing pwersa sa pisika. Ang pinakamahalagang aspeto ng gravity ay na ito ay pandaigdigan: lahat ng mga bagay ay may gravitational force na umaakit sa iba pang mga bagay. Ang lakas ng puwersang gravitational ay nakasalalay sa masa at distansya sa pagitan ng dalawang bagay.
Hakbang
Bahagi 1 ng 2: Kinakalkula ang puwersa ng Gravity sa Pagitan ng Dalawang Mga Bagay
Hakbang 1. Tukuyin ang equation para sa gravitational force na kumukuha sa isang bagay, Fgrav = (Gm1m2) / d2.
Upang makalkula ang puwersang gravitational ng isang bagay, isinasaalang-alang din ng equation na ito ang mga masa ng dalawang bagay at ang distansya nito sa bawat isa. Ang mga variable ng equation ay inilarawan sa ibaba.
- Fgrav ay ang puwersang gravitational
- Ang G ay ang unibersal na gravitational pare-pareho 6.673 x 10-11 Nm2/ kg2
- m1 ay ang masa ng unang bagay
- m2 ay ang masa ng pangalawang bagay
- d ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng dalawang bagay
- Minsan mahahanap mo ang letrang r sa halip na d. Ang dalawang simbolo na ito ay kumakatawan sa distansya sa pagitan ng dalawang bagay.
Hakbang 2. Gamitin ang naaangkop na mga yunit ng panukat
Para sa equation na ito, dapat kang gumamit ng mga unit ng sukatan. Ang dami ng bagay ay dapat na nasa kilo (kg) at ang distansya sa pagitan ng mga bagay ay dapat na nasa metro (m). Dapat mong i-convert ang mga unit na ito sa mga unit ng sukatan bago magpatuloy
Hakbang 3. Tukuyin ang masa ng bagay na pinag-uusapan
Para sa maliliit na bagay, maaari mong timbangin ang mga ito upang matukoy ang kanilang timbang sa kilo. Para sa mga malalaking bagay, maaari mong tingnan ang tinatayang masa sa isang mesa o sa internet. Sa mga problema sa pisika, karaniwang sasabihin ang masa ng bagay.
Hakbang 4. Sukatin ang distansya sa pagitan ng dalawang bagay
Kung sinusubukan mong kalkulahin ang gravitational force sa pagitan ng isang bagay at ng lupa, kailangan mong malaman kung gaano kalayo ang object na ito mula sa gitna ng mundo.
- Ang distansya mula sa ibabaw ng lupa hanggang sa gitna ng mundo ay tungkol sa 6.38 x 106 m
- Maaari kang maghanap ng mga talahanayan o iba pang mga mapagkukunan sa internet na magsasabi sa iyo ng tinatayang distansya mula sa gitna ng mundo sa mga bagay sa iba't ibang taas sa ibabaw ng mundo.
Hakbang 5. Kumpletuhin ang pagkalkula
Kung natukoy mo ang mga variable sa equation, huwag mag-atubiling ipasok ang mga ito upang malutas. Tiyaking ang lahat ng mga variable ay nasa mga unit ng sukatan at maayos na na-scale. Ang misa ay dapat nasa kilo at ang distansya ay dapat nasa metro. Malutas ang mga equation sa tamang pagkakasunud-sunod ng mga kalkulasyon.
- Halimbawa, tukuyin ang puwersa ng gravitational ng isang tao na ang masa ay 68 kg sa itaas ng ibabaw ng mundo. Ang masa ng Earth ay 5.98 x 1024 kg
- Tiyaking ang lahat ng mga variable ay nasa tamang mga yunit. m1 = 5, 98 x 1024 kg, m2 = 68 kg, G = 6.673 x 10-11 Nm2/ kg2, at d = 6, 38 x 106 m
- Isulat ang iyong equation: Fgrav = (Gm1m2) / d2 = [(6, 67 x 10-11) x 68 x (5, 98 x 1024)] / (6, 38 x 106)2
- I-multiply ang masa ng dalawang bagay na isinasaalang-alang. 68 x (5, 98 x 1024) = 4.06 x 1026
- I-multiply ang resulta m1 at m2 na may pare-parehong gravitational G. (4.06 x 1026) x (6.67 x 10-11) = 2,708 x 1016
- Itapat ang distansya sa pagitan ng dalawang bagay. (6, 38 x 106)2 = 4.07 x 1013
- Resulta ng pagbabahagi G x m1 x m2 sa distansya na parisukat upang makuha ang puwersang gravitational sa Newtons (N). 2, 708 x 1016/ 4, 07 x 1013 = 665 N
- Ang puwersang gravitational nito ay 665 N.
Bahagi 2 ng 2: Kinakalkula ang puwersa ng Gravity sa Earth
Hakbang 1. Maunawaan ang Pangalawang Batas ni Newton, F = ma
Ang ikalawang batas ni Newton ay nagsasaad na ang pagbilis ng isang bagay ay direktang proporsyonal sa puwersang net na kumikilos dito at pabaliktad na proporsyonal sa masa nito. Sa madaling salita, kung ang isang puwersa na kumikilos sa isang bagay ay mas malaki kaysa sa puwersang kumikilos sa kabaligtaran, ang bagay ay lilipat sa mas malakas na puwersa.
- Ang batas na ito ay maaaring buod ng equation F = ma, kung saan ang F ang puwersa, m ang masa ng bagay, at ang a ay ang pagpapabilis.
- Salamat sa batas na ito, maaari nating kalkulahin ang lakas na gravitational ng lahat ng mga bagay sa ibabaw ng mundo, gamit ang kilalang pagpabilis dahil sa gravity.
Hakbang 2. Hanapin ang bilis dahil sa gravity ng Earth
Sa lupa, ang lakas ng grabidad ay sanhi ng lahat ng mga bagay na bumilis ng 9.8 m / s2. Sa ibabaw ng mundo, maaari nating gamitin ang isang pinasimple na equation: Fgrav = mg upang makalkula ang puwersa ng gravitational.
Kung nais mong malaman ang isang mas tumpak na bilang ng mga puwersang gravitational, maaari mo pa ring gamitin ang formula sa nakaraang hakbang, Fgrav = (GMDaigdigm) / d2 upang matukoy ang puwersang gravitational.
Hakbang 3. Gamitin ang naaangkop na mga yunit ng panukat
Para sa equation na ito, dapat kang gumamit ng mga unit ng sukatan. Ang dami ng bagay ay dapat na nasa kilo (kg) at ang distansya sa pagitan ng mga bagay ay dapat na nasa metro (m). Dapat mong i-convert ang mga unit na ito sa mga unit ng sukatan bago magpatuloy.
Hakbang 4. Tukuyin ang masa ng bagay na pinag-uusapan
Para sa maliliit na bagay, maaari mong timbangin ang mga ito upang matukoy ang kanilang timbang sa kilo. Para sa mga malalaking bagay, maaari mong tingnan ang tinatayang masa sa isang mesa o sa internet. Sa mga problema sa pisika, karaniwang sasabihin ang masa ng bagay.
Hakbang 5. Kumpletuhin ang pagkalkula
Kung natukoy mo ang mga variable sa equation, huwag mag-atubiling ipasok ang mga ito upang malutas. Tiyaking ang lahat ng mga variable ay nasa mga unit ng sukatan at maayos na na-scale. Ang misa ay dapat nasa kilo at ang distansya ay dapat nasa metro. Malutas ang mga equation sa tamang pagkakasunud-sunod ng mga kalkulasyon.
- Subukan nating gamitin ang equation sa nakaraang hakbang at tingnan kung gaano kalapit ang mga resulta. Tukuyin ang puwersa ng gravitational ng isang tao na may bigat na 68 kg sa ibabaw ng lupa.
- Tiyaking ang lahat ng mga variable ay nasa tamang mga yunit: m = 68 kg, g = 9.8 m / s2.
- Isulat ang pormula. Fgrav = mg = 68 * 9, 8 = 666 N.
- Gamit ang formula F = mg ang gravitational force ay 666 N, habang ang resulta mula sa pormula sa nakaraang hakbang ay 665 N. Tulad ng nakikita mo, ang dalawang resulta ay halos pareho.
Mga Tip
- Ang dalawang formula na ito ay dapat magbigay ng parehong sagot, ngunit ang mas maikli at mas simpleng formula ay mas madaling gamitin kapag tinatalakay ang mga bagay sa ibabaw ng isang planeta.
- Gamitin ang unang pormula kung hindi mo alam ang pagbilis dahil sa gravity sa isang planeta, o kinakalkula mo ang puwersang gravitational sa pagitan ng dalawang napakalaking bagay, tulad ng buwan o mga planeta.
